收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于反求工程的人工骨三维重建研究

方奥  
【摘要】:目前,人工关节主要是按标准系列生产,但由于患者关节存在外形、尺寸等各种各样的差异,人工关节假体与骨骼不能形成紧密的匹配,从而使负荷传递、应力分布偏离正常水平,易导致术后并发症,降低人工关节的使用寿命。因此,精确获取病患骨的相关几何参数,设计并制造个性化的人工关节对提高患者假体与骨的匹配程度,从而提高人工关节使用寿命具有十分重要的意义。 首先,本工作以人体下肢的CT切片为原始数据,利用反求工程技术对人体下肢的骨骼进行三维重构,实现由二维图像向三维立体图形的转化。三维重建过程中,通过图像处理,以及NURBS曲面的拟合生成了三维实体模型。并且将所获得的实体模型与所获得的初始点云进行了对比,确保了模型的精度。将所获得的CAD模型以STL格式输出,可以输入到快速原型机加工出骨骼实体。完成了CAD/CAM的接口的建立,实现人工骨骼由设计到制造的一体化。为个性化人工关节的设计和制造提供模型基础及几何设计依据,为其能在临床上得以应用提供科学理论依据并奠定坚实的基础。 其次,髋关节是人体所受载荷最大的关节之一,而在髋关节中股骨起着最重要的作用。本工作将三维重构获得的股骨实体模型进行有限元网格划分并进行仿真分析。将与股骨相连接的肌肉对股骨的作用力进行了合并与简化,股骨本身的材料也简化为分布均匀且各向同性的材料。研究了人体站立及行走两种情况下,股骨的应力应变。仿真结果显示,应力集中部分主要是股骨干的中下端部位。在站立时,股骨内侧压应力为20.8MPa,而股骨的外侧所受的拉应力为18.5Mpa。在行走时,股骨的内侧压应力值为27MPa,外侧的拉应力为20MPa。人体在运动过程中,对股骨的受载情况以及容易发生骨折的部位进行了分析讨论,从而为人工关节的性能方面提供了一定的理论依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 胡名玺;高万玉;杜振杰;张彦军;;基于反求工程和激光快速成型技术的呼吸面罩设计[J];中国医疗器械杂志;2006年03期
2 孙春华;尚广庆;李耀辉;;基于反求的医疗辅助弹性护具应变能的计算[J];力学与实践;2008年02期
3 李新军;丁加根;孙应明;;应用反求与快速成型术重建下颌骨缺损初步研究[J];东南国防医药;2010年01期
4 龚振宇;邱蔚六;刘彦普;周树夏;李涤尘;S.Singare;;反求工程与快速成型技术在小颏畸形整复设计中的应用[J];中华医学美学美容杂志;2006年06期
5 龚振宇,刘彦普,周树夏,李涤尘,S.Singare,何黎升;基于反求工程和快速原型的下颌骨缺损的修复[J];中华口腔医学杂志;2004年01期
6 刘亚雄,李涤尘,孙明林,卢秉恒;反求工程和快速成型在计算机辅助外科手术中的应用[J];中国临床康复;2004年26期
7 史俊;徐兵;唐友盛;邱蔚六;沈国芳;卢晓峰;;个体化复位模板在颧骨复合体骨折治疗中的应用[J];中国口腔颌面外科杂志;2005年04期
8 杨军成;郑光勇;;应用反求与快速成型技术整复下颌骨缺损[J];生物医学工程学杂志;2009年02期
9 张鹏;苏佳灿;张春才;许硕贵;王家林;林艳萍;;应用反求工程初步建立髋臼三维图像数据库[J];中国组织工程研究与临床康复;2008年48期
10 吴纪楠;龚振宇;陈觉尧;陈俊兰;王千;许志杰;郑巧仪;刘亚雄;王忠东;;基于快速成型技术制作个体化下颌人工骨的临床应用[J];中华口腔医学研究杂志(电子版);2011年02期
11 申晓光;张吉堂;杜鹏;;基于CT图像和反求技术的个性化解剖型钢板设计[J];机械设计与制造;2011年07期
12 龚振宇,周树夏,刘彦普,何黎升,赵晋龙,李涤尘,Singare.S;预成纯钛修复体修复下颌骨缺损[J];中国美容医学;2005年02期
13 刘非,李涤尘,卢秉恒,王臻;基于反求工程的个体匹配化骨骼制造方法的研究[J];西安交通大学学报;2002年09期
14 龚振宇;李国华;刘彦普;何黎升;赵晋龙;刘亚雄;李涤尘;;用反求工程和快速原型技术进行下颌骨缺损整复与种植修复的设计[J];临床口腔医学杂志;2011年08期
15 林映,王树杰,宋丽娜,王万春,于艳玲,王燕;基于反求工程的口腔修复CAD系统[J];CAD/CAM与制造业信息化;2003年11期
16 郑淑贤,赵万华,卢秉恒,陈明侠;基于反求工程的个性化残肢重建方法的研究[J];机械工程学报;2004年07期
17 彭如恕,王剑彬,姚奇志;快速原型技术在医学中的应用研究[J];激光杂志;2005年03期
18 龚振宇;刘彦普;何黎升;赵晋龙;李涤尘;刘亚雄;;用反求工程和快速原型技术进行下颌骨缺损整复与种植修复的设计[J];中国口腔种植学杂志;2009年02期
19 陈炜;李国华;龚振宇;吴建忠;吴纪楠;王忠东;刘亚雄;;快速成型制造技术制作个体化桩核的适合性分析[J];中华口腔医学研究杂志(电子版);2011年03期
20 胡鑫,习俊通,顾冬云,金烨,戴克戎;髋关节CAD模型的建立与几何形态分析[J];北京生物医学工程;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋志俭;管延锦;李辉平;王广春;赵国群;;基于反求工程和激光快速成型技术的新型车轮开发[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年
2 宋志俭;管延锦;李辉平;王广春;赵国群;;基于反求工程和激光快速成型技术的新型车轮开发[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
3 杜建红;张红兵;况定科;;基于反求工程的复杂曲面产品CAD/CAM研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
4 刘同海;;从技术引进的角度谈谈反求工程[A];第二届全国称重技术研讨会论文集[C];2000年
5 马正元;杜丽敏;靳国旺;;基于反求工程的自由曲面建模[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
6 隋连升;王晓强;蒋庄德;;基于特征线的复杂曲面反求工程中的CAD建模技术[A];中国仪器仪表学会学术论文集[C];2004年
7 张定华;赵歆波;;基于数字样品虚拟测量的反求工程CAD建模技术[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
8 王广春;赵国群;李辉平;;基于RP技术的产品快速设计与制造系统的建立及其应用[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
9 邱望标;冯代伟;余利娅;;基于反求工程的贵州少数民族文物保护与开发[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
10 夏林;罗良玲;冯艳;;基于UG的CNC代码反求[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘云峰;基于截面特征的反求工程CAD建模关键技术研究[D];浙江大学;2004年
2 孙玉文;面向快速原型制造的反求工程关键技术研究[D];大连理工大学;2000年
3 边柯柯;反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究[D];浙江大学;2010年
4 唐占红;反求工程中复杂轮廓的无歧义三维重建及其相关算法研究[D];兰州理工大学;2011年
5 龚振宇;基于反求及快速成型技术的颌骨畸形整复的临床应用研究[D];第四军医大学;2004年
6 单东日;反求工程CAD建模中点云数据区域分割及特征约束重构技术研究[D];浙江大学;2003年
7 肖双九;反求工程中三角网格划分及其应用的关键算法研究[D];西北工业大学;2002年
8 乌秀春;反求工程中基于图像灰度信息的三维曲面重构研究[D];大连理工大学;2002年
9 田怀文;机械零件反求建模关键技术研究[D];西南交通大学;2005年
10 杨铁牛;面向逆工程的原始设计参数还原的研究与实践[D];西安交通大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵作智;基于非均匀有理B样条(NURBS)的曲面反求的研究[D];清华大学;2000年
2 苏海;反求工程在工业设计中的应用研究[D];昆明理工大学;2002年
3 马英军;船用低速柴油机排气阀阀杆与转翼的几何反求研究[D];大连交通大学;2010年
4 张金萍;反求工程中重构精度的研究及其在凸轮反求设计中的应用[D];昆明理工大学;2002年
5 赵岩;基于CMM的反求工程中若干关键问题的研究[D];沈阳工业大学;2004年
6 冯玮;反求工程中几何建模技术的研究[D];武汉理工大学;2003年
7 刘艳;基于结构光测量技术的自由曲面反求工程关键技术的研究[D];河北工业大学;2000年
8 沈继刚;反求工程在复杂冲压零件及成形模具设计中的应用研究[D];重庆大学;2003年
9 周纯江;基于反求工程的自由曲面数控加工的研究与应用[D];浙江工业大学;2004年
10 任景英;基于ICT切片图像的反求重构技术研究[D];中北大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张东风;从模仿创新到同场竞技[N];中国企业报;2006年
2 徐锋 吴琼;奇瑞QQ:你的?我的?[N];科技日报;2004年
3 吴勇毅 王金宝;构筑品牌情报力[N];中国企业报;2003年
4 周九常;法律框架下的竞争情报活动[N];中国信息报;2007年
5 李可 钟齐 季春红;汽车出口:自主创新成企业命脉[N];中国贸易报;2007年
6 吴琼;新能源汽车或为中国赶超捷径[N];上海证券报;2007年
7 李家贵;正泰照明 因为过硬所以免检[N];中华建筑报;2006年
8 本报记者 徐锋 吴琼 ;通用 奇瑞:汽车知识产权侵权第一大案内情[N];21世纪经济报道;2004年
9 本报记者 杨明;国产化与自主化之辨——对话路风[N];中国工业报;2008年
10 封凯栋;自主开发是如何提升工业竞争力的[N];科技日报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978